DE937370C

DE937370C - Process and gas generator for gasifying powdery or fine-grain coke

Info

Publication number: DE937370C
Application number: DESCH3153D
Authority: DE
Inventors: Simon Dr Schneider
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1942-06-09
Filing date: 1942-06-09
Publication date: 1956-01-05

Description

Verfahren und Gaserzeuger zum Vergasen von pulverförmigem oder feinkörnigem Koks Die Erfindung betrifft ein Verfahren, das aus pulverförmigem oder feinkörnigem Koks bei vollständiger schlackenloser und betriebssicherer Vergasung in stetigem Betrieb eine wertvolle Mischung von Luft- und Wassergas herzustellen gestattet.Process and gas generator for gasifying powdery or fine-grained Coke The invention relates to a method that consists of powdery or fine-grained Coke with complete slag-free and reliable gasification in steady Operation allowed to produce a valuable mixture of air and water gas.

Die wirtschaftliche Verbrennung bzw. Vergasung feinkörniger oder staubförmiger Stoffe bereitet einem Massendurchsatz bekanntlich Schwierigkeiten deshalb, weil solche Brennstoffe durch den Rost fallen und wegen ihrer wärmeisolierenden Eigenschaft besonders stark zu Schlackenbildung neigen. Außerdem sind sie wegen ihrer dichten Lagerung gasundurchlässig, so daß der Durchzug der Frischluft und, der Abzug der Verbrennungs-bzw. Vergasungsgase erschwert ist. Wendet man aber, um diesen Widerstand zu beseitigen, einen höheren Luftdruck an, so bilden sich bekanntlich sofort Durchbläser, die auch bei dauernder Betriebskontrolle nicht verhindert werden können.The economical combustion or gasification of fine-grained or dusty ones It is known that substances cause difficulties with a mass throughput because such fuels fall through the grate and because of their heat-insulating property have a particularly strong tendency to form slag. Besides, they are because of their densities Storage impermeable to gas, so that the passage of fresh air and the withdrawal of the Combustion or. Gasification gases is difficult. But if you turn to this resistance to eliminate, a higher air pressure, it is known that blow-throughs are formed immediately, which cannot be prevented even with continuous operational controls.

Deshalb ist erfindungsgemäß der Druck der Frischluft so bemessen, daß die Glutschicht nur aufgelockert, aber auf keinen Fall aufgewirbelt wird. Der aufsteigende Luftstrom begünstigt dabei die Mischung des in dauernder Unruhe befindlichen Brennstoffs ,in der Weise, daß die heißeren und daher spezifisch leichteren Brennstoffteilchen des Oxydationsbereiches von selbst in, der Glutschicht nach aufwärts in den Reduktionsbereich steigen, während die kälteren, spezifisch schwereren Teilchen nach unten sinken. Durch diese dauernde Unruhe wird auch die Bildung von Luftblasen in der Glutschicht unmöglich gemacht. Unter diesen Bedingurigen bildet sich in der Glutschicht bei gleich hoch gehaltener, relativ niedriger Schütthöhe eine einheitliche, nur wenig schwan:kend'e Durchschnittstemperatur aus, deren Höhe abhängt, vom Drück der Frischluft und-von der Schütthöhe des Brennstoffes.Therefore, according to the invention, the pressure of the fresh air is dimensioned so that that the layer of embers is only loosened, but by no means whirled up. Of the rising airflow favors the mixing of the constantly unrest Fuel, in such a way that the hotter and therefore specifically lighter fuel particles of the oxidation area by itself, the ember layer upwards into the reduction area rise, while the colder, specifically heavier particles sink downwards. This constant restlessness also causes the formation of air bubbles in the layer of embers made impossible. Under these conditions forms in the Layer of embers a uniform, fluctuates only a little: the average temperature, the level of which depends on the pressure the fresh air and - the bed height of the fuel.

Eine einheitliche Temperaturverteilung in der Glut ist für -die Güte. der hier entstehenden Gase (Luft- und Wassergas) von wesentlicher Biedeutung, weil dieEntsbehungsgleichungen dieserbeiden Gase rückläufig sein können und[ ihr Gleichgewicht maßgeblich von der Temperatur beim Verlassen der Glutschicht abhängt. Deshalb darf dtie Temperatur in der obersten Schicht der Glut nicht niedriger sein als im engeren Bereich der Oxydation. Zweckmäßig werden. Schütthöhe und Frischluftdruck so aufeinander abgestimmt, daß@ eine Durchschnittstemperatur von etwa 75o bis 8oo° entsteht. Innerhalb dieser Grenzen ist die Reduzierung der Kohlensäure zu Kohlenmonoxyd fast vollständig, und ebenso auch die Wassergasbildung; letztere allerdings nur dann, wenn, wie es die Erfindung verlangt, feinkörniges oder pulverförmiges Brenngut genommen wird und dieses nur bei so niedrig gehalberner Temperatur vergast wird, d'aß der Kohlenstoff nicht zus.ammensintern und die Asche nicht schmelzen kann, so daß die Glutkörnchen sehr reaktionsfähig werden. Um die Wassergasbildung bei dieser milden Temperatur zu erleichtern, werben in bekannter Weise kataly.tis,ch wirkende Metallverbindungen dem Brenngut beigemischt. Damit wird dann gleichzeitig noch erreicht, d:aß das gewonnene Gas praktisch frei von Schwefelverbindungen ist, denn das bei der Vergasung von eisen- und- schwefelhaltigem Koks entstehende Schwefeldioxyd wird so an die Metalle gebunden und mit der Flugasche ausgetragen. Bekanntlich werden Metallsulfide erst bei iooo° wieder zersetzt, nicht aber schon bei Soo°.A uniform temperature distribution in the embers is for goodness. The gases produced here (air and water gas) are of major importance because the escape equations of these two gases can be retrograde and [their equilibrium depends largely on the temperature when leaving the layer of embers. Therefore may The temperature in the uppermost layer of the embers should not be lower than in the closer Area of Oxidation. Become useful. Dump height and fresh air pressure so closely related matched that @ an average temperature of about 75o to 8oo ° arises. Within within these limits the reduction of carbon dioxide to carbon monoxide is almost complete, and also the formation of water gas; the latter, however, only if, like it the invention requires fine-grained or powdered material to be fired and this is only gasified at half the temperature so low that the carbon do not sinter together and the ashes cannot melt, so that the embers become very responsive. About the formation of water gas at this mild temperature to facilitate, advertise in a known manner kataly.tis, ch acting metal compounds added to the firing material. This then also achieves at the same time, that is what has been won Gas is practically free of sulfur compounds, because that is when gasifying The sulfur dioxide produced by iron and sulfur-containing coke is transferred to the metals bound and discharged with the fly ash. It is well known that metal sulfides are only becoming decomposed again at iooo °, but not already at Soo °.

Die Asche wird hier vollständig als Flugasche ausgetragen, weil sie nicht schmelzen kann, also als weiche Asche anfällt und dürch die fortwährende Unruhe des feinkörnigen Brennstoffes zu Staubflöckchen zerrieben wird.The ash is completely discharged here as fly ash because it cannot melt, so it arises as soft ash and because of the constant unrest of the fine-grained fuel is ground to flakes of dust.

Nach der Erfindung wird der Brennstoff bei gleichbleibender niedriger Schütthöhe und fortwährender Lageänderung der Frischluft- und Wasserdampfzufuhr gleichzeitig mit schwachem Druck von unten her partienweise heißgeblasen und ebenso an anderen Stellen mit Wasserdampf vergast. Da hierbei die Frischluft trotz ununterbrochener Zufuhr auf jeden Querschnitt der Glutmasse und damit auch auf jedes Glutkörnchen infolge .der stetigen Weiterwanderung nur kurzzeitig und im Wechsel mit dem kühlenden Wasserdampf einwirkt, wird die Schmelztemperatur der Asche nicht erreicht und wird verhindert, daß das Kohlenstoffgerüst der Brennstoffteilchen zusammensintern kann und daß Metallsulfide oxydiert werden.According to the invention, the fuel will be lower while remaining the same Dump height and continuous change in position of the fresh air and water vapor supply At the same time, with slight pressure from below, parts of it were hot-blown and the same gasified at other places with steam. Because here the fresh air despite uninterrupted Supply to every cross section of the embers and thus also to every grain of embers as a result of the steady onward migration only briefly and alternating with the cooling If water vapor acts, the melting temperature of the ash is not reached and will prevents the carbon structure of the fuel particles from sintering together and that metal sulfides are oxidized.

Da nach der Erfindung der Wasserdampf kontinuierlich in eine kurz vorher heißgeblasen,- Zone hineinwandert und in .ihr nur ganz kurze Zeit verbleibt, kann sich die Glut nicht so weit abkühlen, daß auch schlechtes Wassergas entsteht. Die schwankende Gaszusammensetzung ist ein wesentlicher Nachteil der bekannten diskontinuierlichen Wassergaserzeugung durch abwechselndes Blasen und Gasen. Davon unterscheidet sich das erfindungsgemäße Verfahren durch den stetigen Betrieb, der dadurch ermöglicht wird, daß bei gleichzeitiger und ununterbrochener Zufuhr von Frischluft und Wasserdampf an stetig wechselnden Stellen der Brennstoffschicht nicht zeitlich, sondern räumlich aufeinanderfolgendl, in periodischem Wechsel geblasen und- gegast wird. Die Luftgas- und Wassergasbildhxngszonen wandern also stetig aufeinanderfolgend -durch die Glut, während sie bei den bekannten Verfahren eine unveränderliche Lage zum Brennstoff einnehmen.Since according to the invention the water vapor continuously in a short previously blown hot, - zone wanders into it and only remains in it for a very short time, the embers cannot cool down enough to produce bad water gas. The fluctuating gas composition is a major disadvantage of the known discontinuous Water gas generation by alternating blowing and gas. This differs from that the inventive method through the steady operation that this enables becomes that with simultaneous and uninterrupted supply of fresh air and water vapor at constantly changing points of the fuel layer not in time, but in space successively, in periodic alternation, is blown and gassed. The air gas and water gas formation zones move steadily one after the other - through the embers, while in the known methods they have an unchangeable position in relation to the fuel take in.

Zurr Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind an .dem Boden des Heizraumes hohle Dreharme. angeordnet, durch welche die Frischluft bzw. der Wasserdampf dicht über dem Boden, entgegengesetzt zur Drehrichtung, austritt. Der Querschnitt jedes hohlen Dreharmes hat vorzugsweise die Form eines Dreiecks, so daß -er sich beim Vorwärts.gleiben wie eine flacher Keil zwischen Boden und Glutma=sse einschiebt.To carry out the method according to the invention are on .the ground hollow swivel arms of the boiler room. arranged through which the fresh air or the Water vapor escapes close to the ground, opposite to the direction of rotation. Of the The cross-section of each hollow rotary arm is preferably in the shape of a triangle, see above that when moving forward, they stick like a flat wedge between the ground and the glow of the fire pushes in.

Die Zeichnung zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel, und zwar Fig. i den Gaserzeuger im Achsschritt, Fig. 2 den; Dreharm im Querschnitt.The drawing shows schematically an embodiment, namely FIG. 1 shows the gas generator in axial step, FIG. 2 shows the; Rotary arm in cross section.

In; dem Gaserzeuger d mit dem Boden b, über welchem. sich eine dünne Brennstoffschicht c aus pulverförmngern oder feirukörnigem. Koks befindet sind Dreharme d und e gelagert, die um die Achse f umlan.fen. Die Dreharne d sind an. ein; Rohr g, die Dreharme e an ein Rohr h angeschlossen. Durch. eines der Rohre, z. B. g, wird den damit verbundenen Dreharmen d Wasserdampf zugeführt, durch d:as andere Rohr h den anderen Armen e Luft. Der Abzug des. erzeugten Gases erfolgt durch einen Stutzen i. Die Dreharme d und e sind im. Querschnitt dreieckig und auf der der Drehrichtung h gegenüberliegenden Seite mit einer Austrittsöffnung- L- versehen, die aus -Löchern oder Schlitzen bestehen kann:.In; the gas generator d with the bottom b, above which. A thin layer of fuel c consists of powdery or fine-grained fuel. Coke is located, pivot arms d and e are mounted, which revolve around the axis f . The turning threads are on. a; Tube g, the rotating arms e connected to a tube h. By. one of the tubes, e.g. B. g, the associated rotating arms d water vapor is supplied, through the other pipe h the other arms e air. The gas generated is withdrawn through a nozzle i. The rotating arms d and e are in. Triangular cross-section and on the side opposite to the direction of rotation h provided with an outlet opening- L-, which can consist of holes or slits :.

Es ist eine Vielzahl von Dreharmen d und[ e in abwechselnder Anordnung vorgesehen.A plurality of rotating arms d and [ e are provided in an alternating arrangement.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung wird erreicht, daß jedes Glutkörnchen durch die aus den Armen, e austretende Luft nur kurzzeitig aufgeheizt und anschließend kurzzeitig mit «Wasserdampf in Reaktion gebracht wird. Auf diese Weise vermeidet mann den bekannten Nachteil des »Blasens und Ga-sens«, der darin besteht, daß der Wasserdampf zu lange auf die sich sofort abkühlenden Körnchen einwirkt. Erfindungsgemäß erhält man, Wassergas von gleichmäßiger, beständiger Zusammensetzung.The arrangement according to the invention ensures that each grain of embers only briefly heated by the air escaping from the arms and then is briefly brought into reaction with water vapor. This way avoids man the well-known disadvantage of "blowing and gassing", which consists in the fact that the Steam has been acting on the immediately cooling granules for too long. According to the invention one obtains water gas of uniform, stable composition.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Process for the gasification of powdery or fine-grained coke, characterized in that the supply of gasification air and water vapor to a fuel layer of coke takes place within continuously alternating zones of the fuel layer, in such a way that the calves in these zones periodically recur the area of action of the oxygen leave, are carried with the resulting carbon dioxide stream into the upper reduction area of the layer and are cooled in the process and then fall back into the oxidation area.

2. The method according to claim i, characterized in that in order to prevent a Formation of slag and, when using ferrous and sulphurous codes, for the purpose Prevention of decomposition of the metal sulfides formed during gasification Temperature is kept at 8oo ° C.

3. Gas generator to carry out the process according to claim 1 or 2, characterized in that at the bottom of an icebox hollow rotating arms are arranged through which the fresh air or the water vapor just above the ground, opposite to the direction of rotation, emerges.

4. Gas generator according to claim 3, characterized in that the cross section of each hollow rotary arm. has the shape of a triangle, that is, when sliding in front of it, it moves like a. Insert a flat wedge between the boiling plate and the embers. Cited publications: Deutsche Paitentschriften Nos. 540 316, 571 168, 634 074 713 6.16; French patents nos. 618 552, 833757.